Question

【題目】小紅猜想動能的大小可能與物體的質量和運動的速度有關，于是設計了如圖甲、乙所示的實驗，探究動能的大小與哪些因素有關。

（1）讓質量相同的兩個小球沿同一光滑斜面分別從A處和B處開始向下運動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止，如圖甲所示。

（2）讓不同質量的兩個小球沿同一光滑斜面分別從處開始向下運動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止，如圖乙所示。

上述甲、乙兩組實驗中：

①乙圖中讓不同質量的兩個小球從同一高度滾下的目的是兩球到達水平面時，具有相同的__________；

②選用圖甲探究的是動能與__________的關系，得出的結論是：____________；

③物理研究方法有許多，如等效替代法、類比法、對比法、控制變量法：本實驗中運用了兩種研究方法，一是__________；二是轉換法，就是用_________來表示小球動能的大小。

（3）本實驗裝置的水平面如果絕對光滑，還能得出結論嗎？_________。

（4）實驗后，同學們聯想到在許多交通事故中，造成安全隱患的因素有汽車的“超載" 與“超速"，進一步想知道，在影響物體動能大小的因素中，哪個對動能影響更大？于是利用上述器材進行了實驗測定，得到下表的數據：

序號	小球質量m/g	小球自由滾下高度h/cm	木塊被撞后移動的距離s/m
1	30	10	4
2	30	20	16
3	60	10	8

（a）為了探究，“超載”隱患時，應選擇序號___________的實驗進行比較。

（b）分析表格中對應的數據可知：___________對物體的動能影響更大，即當發生交通事故時，由此造成的危害更嚴重。

Answer 1

【答案】速度 速度 當物體的質量相同時，速度越大動能就越大 控制變量法 紙盒移動的距離 不能 1、3 速度

【解析】

(2)①[1]為了探究物體的動能與質量的關系，應該讓不同質量的鋼球沿斜面同一高度靜止滾下撞擊水平板上的木塊，這樣它們到達斜面底端時的速度相等；

②[2][3]圖甲中，讓質量相同的兩個小球沿斜面的不同高度靜止滾下撞擊水平板上的木塊，這是控制了質量相同，目的是探究物體的動能與速度的關系，能得出的結論是：當質量一定時，速度越大，具有的動能越大；

③[4]因物體的動能與質量和速度有關，所以當研究與其中一個因素關系時，應采取控制變量法；

[5]實驗中通過觀察木塊被撞擊后運動的距離的大小來間接判斷物體動能的大小，這種研究問題的方法是轉換法；

(3)[6]若水平面光滑，木塊不受摩擦力，由牛頓第一定律可知木塊將永遠運動下去。木塊通過的距離無法確定，做功的多少也無法確定。所以鐵球動能的大小就無法比較；

(4)(a)[7]研究超載隱患時，應控制小球下滑的速度相同（高度相同）而質量不同，由表中實驗數據可知，應選擇1、3所示實驗進行比較；

(b)[8]由表中實驗數據可知，由序號1、2實驗，質量相同，2實驗速度是1的2倍，2推動木塊的距離是1的4倍；由序號1、3實驗，速度相同，3質量是1的2倍，3推動木塊距離是1的2倍；故速度對物體的動能影響更大，即當發生交通事故時，由此造成的危害更嚴重。